arXiv cs.LG

システム生物学における最適サンプリング設計のためのシミュレーションベースの手法

Simulation-based Methods for Optimal Sampling Design in Systems Biology

http://arxiv.org/abs/2511.07197v1


この記事では、システム生物学、特にウイルス学、薬物動態学、個体群生物学などの分野において、動的システムを用いて生物学的プロセスを記述する際の最適なサンプリングポイント選定について説明しています。従来の手法はフィッシャー情報行列に基づく最適性基準を使用しますが、初期パラメータ推定に依存するため、推定が不正確な場合には最適でない結果をもたらす可能性があります。本研究では、初期パラメータ推定に依存しない二つのシミュレーションベースの方法を提案します。一つ目はE最適性を用いるE最適ランキング(EOR)で、二つ目は長短期記憶ネットワーク(LSTM)を利用します。Lotka-Volterraモデルや三室モデルに基づくシミュレーション研究により、提案手法がランダム選択や従来のE最適デザインを上回ることが実証されました。